EIS在腐蚀测试及其他测试中实现了更快、更加准确的结果

作者: 高性能涂料团队 日期:2021年06月24日

电化学阻抗谱(EIS)是一种强大的电化学技术,运用小振幅交流电(AC)信号探测电池的阻抗特性。 EIS在腐蚀、生物生物传感器、电池、燃料电池、涂料、物理电化学及多种领域被用作标准特征描述技术。

对于防护涂料来说,EIS是一种用于加速评估抗腐蚀性能的定量方法。 就腐蚀而言,对腐蚀进行预测并理解损坏机制的能力非常有必要,因为腐蚀对世界上的众多行业构成极大挑战,更不要说腐蚀可能造成的灾难和巨大财务损失。 EIS测量结果为预测防护涂料的长期性能提供可靠数据,与传统的腐蚀测试方法相比,其测试用时更短。

EIS测试基本信息

EIS测试不是一个常规过程,而是需要EIS专家执行测试并通过建模模拟来分析数据。 Ximing Li博士多年来一直致力于研究EIS,是路博润在该领域的专家。 EIS测试采用稳压器/恒流器进行,使用小振幅交流电信号探测被测电池的阻抗特性。

 

 

EIS测试过程图示

 

路博润应用实验室采用Gamry Reference® 600稳压器/恒流器和多个玻璃测试电池进行EIS测试。

Gamry Reference 600和电化学电池设置

 

 

与传统的加速腐蚀测试,如盐雾测试相比,EIS为防护涂料提供客观、更快和更加可靠的定量测试。 与盐雾测试中在测试板上划刻不同,它还是一种无损测试方式,可以监测涂层损坏过程并了解故障机制。

加速腐蚀测试方式比较;传统盐雾测试和EIS

 

防护涂料和添加剂

EIS方法可以提供有助于理解结构/功能关系的机制,加速及改进直接用于金属(DTM)应用中防护涂料的开发过程,路博润充分利用了这一能力。 EIS技术通过两种重要方式帮助改进聚合物。 首先,EIS提供更快的性能评估,与盐雾等其他常见测试方式相比,至少快10倍。 其次,EIS的建模分析有助于理解新型聚合物的故障机制(屏障、附着和钝化)及损坏演变,从而提供有价值的信息。 这是常见测试方法无法实现的。

涂层损坏演变

 

“为了改进DTM涂料的分散性能,路博润采用EIS研究冷轧钢材上白色(TiO2)涂层中不同类型分散剂的效果。”Ximing表示。 我们设计了不同的模型以区分两种防护属性:屏障和划刻附着。 这有助于理解聚合物中的分散剂如何与颜料进行相互作用。

Ximing继续说道:“EIS技术不仅可以用于DTM涂料和添加剂,其研究系统也可以与电化学测试电池联系起来,因此,其被广泛用于腐蚀、生物传感器、电池、燃料电池、金属涂料和物理电化学等多种应用中。 例如,我们采用EIS来进行防锈物和抗潮热抑制剂的评估。

总之,EIS是一种改进DTM应用和其他各种电化学相关领域聚合物和分散剂的重要及强大工具。 在防护涂料中,EIS技术为现实抗腐蚀性预测提供多种优势,由于其他方式的可重复性和可复制性低,EIS比盐雾等其他测试方法更加准确、快速。

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